Veľmi vizuálny je zážitok s krásnym efektom formovania na skle zrkadlového povlaku. Pre túto reakciu je potrebné zásobiť sa skúsenosťami a trpezlivosťou. V tomto článku sa dozviete o nevyhnutných a špecifických vlastnostiach prípravy zariadenia a tiež uvidíte, aké reakčné rovnice tento proces sleduje.
Podstatou reakcie strieborného zrkadla je vznik kovového striebra ako výsledok redoxnej reakcie pri interakcii amoniakového roztoku oxidu strieborného v prítomnosti aldehydov.
"Strieborné zrkadlo" (skúmavka vľavo)Na vytvorenie odolnej striebornej vrstvy budete potrebovať:
- sklenená banka s objemom do 100 ml;
- roztok amoniaku (2,5-4%);
- dusičnan strieborný (2%);
- vodný roztok formaldehydu (40 %).
Namiesto toho si môžete vziať hotové Tollensovo činidlo - roztok amoniaku oxidu strieborného. Na jeho vytvorenie je potrebné pridať 1 gram dusičnanu strieborného do 10 kvapiek vody (ak sa kvapalina bude skladovať dlhší čas, musíte ju umiestniť na tmavé miesto alebo do sklenenej nádoby s tmavými stenami). Bezprostredne pred experimentom je potrebné roztok (asi 3 ml) zmiešať v pomere 1:1 s 10% vodným roztokom hydroxidu sodného. Striebro sa môže vyzrážať, preto sa riedi pomalým pridávaním roztoku amoniaku. Odporúčame vám vykonať ďalší veľkolepý experiment s roztokom amoniaku a vytlačiť „chemickú fotografiu“.
Reakcia sa uskutočňuje pri teplote miestnosti. Predpokladom úspešného finále sú dokonale čisté a hladké steny sklenenej nádoby. Ak sú na stenách najmenšie častice znečistenia, sediment, ktorý je výsledkom experimentu, sa stane voľnou vrstvou čiernej alebo tmavošedej.
Na čistenie banky použite odlišné typy Takže na spracovanie môžete použiť roztok, ktorý je potrebné po vyčistení zmyť destilovanou vodou. Banku je potrebné mnohokrát opláchnuť od čistiaceho prostriedku.
Prečo je čistota taká dôležitá?
Faktom je, že častice koloidného striebra vytvorené na konci experimentu musia pevne priľnúť k povrchu skla. Na jeho povrchu by nemali byť žiadne tuky a mechanické častice. voda neobsahuje soli a je ideálna na dočistenie banky. Dá sa pripraviť doma, ale jednoduchšie je kúpiť hotovú tekutinu.
Rovnica reakcie strieborného zrkadla:
Ag₂O + 4 NH3 H2O ⇄ 2OH + 3H2O,
kde OH je diamínhydroxid strieborný, získaný rozpustením oxidu kovu vo vodnom roztoku amoniaku.
Komplexná molekula diaminstriebra
Dôležité! Reakcia funguje pri nízkych koncentráciách amoniaku - pozorne sledujte pomery!
Takto prebieha posledná fáza reakcie:
R (akýkoľvek aldehyd)-CH=O + 2OH → 2Ag (vyzrážaný koloid striebra) ↓ + R-COONH₄ + 3NH3 + H2O
Druhý krok reakcie je najlepšie vykonať opatrným zahriatím banky nad plameňom horáka – tým sa zvýši šanca, že experiment bude úspešný.
Čo môže ukázať reakcia strieborného zrkadla?
Táto zaujímavá chemická reakcia demonštruje nielen určité stavy hmoty, ale môže sa použiť aj na kvalitatívne stanovenie aldehydov. To znamená, že takáto reakcia vyrieši otázku: je v roztoku aldehydová skupina alebo nie.
Všeobecný štruktúrny vzorec aldehydov
Napríklad v podobnom procese môžete zistiť, čo je obsiahnuté v roztoku: glukóza alebo fruktóza. Glukóza poskytne pozitívny výsledok - získate „strieborné zrkadlo“ a fruktóza obsahuje ketónovú skupinu a nemôžete získať zrazeninu striebra. Na vykonanie analýzy je potrebné namiesto roztoku formaldehydu pridať 10 % roztok glukózy. Zvážte, prečo a ako sa rozpustené striebro mení na pevnú zrazeninu:
2OH + 3H2O + C₆H12O₆ (glukóza) = 2Ag↓+ 4NH3∙H2O + C₆H₁2O₇ (vzniká kyselina glukónová).
Laboratórium č. 5
Vlastnostisacharidy
Pokus 1. Reakcia strieborného zrkadla je zotavovacia reakcia striebro z roztoku amoniaku oxid strieborný (Tollensovo činidlo).
vo vodnom roztoku amoniak oxid strieborný sa rozpúšťa za vzniku komplexnej zlúčeniny - hydroxidu diaminstrieborného (I) OH
keď sa pridá ku ktorému aldehyd vzniká redoxná reakcia s tvorbou kovového striebra:
Ak sa reakcia uskutočňuje v nádobe s čistými a hladkými stenami, potom sa striebro vyzráža vo forme tenkého filmu, ktorý vytvorí zrkadlový povrch.
V prípade najmenšej kontaminácie sa striebro uvoľňuje vo forme šedej voľnej zrazeniny.
Reakciu strieborného zrkadla možno použiť ako kvalitatívny test na aldehydy. Reakcia „strieborného zrkadla“ sa teda môže použiť na rozlíšenie medzi nimi glukózy a fruktóza. Glukóza patrí medzi aldózy (obsahujúce otvorenú aldehydovú skupinu) a fruktóza patrí medzi ketózy (obsahujúce otvorenú ketoskupinu). Preto glukóza dáva reakciu "strieborného zrkadla", zatiaľ čo fruktóza nie. Ak je však v roztoku prítomné alkalické médium, potom ketózy izomerizujú na aldózy a tiež poskytujú pozitívne reakcie s roztokom amoniaku oxid strieborný (Tollensovo činidlo).
Kvalitatívna reakcia glukózy s roztokom amoniaku oxidu strieborného. Prítomnosť aldehydovej skupiny v glukóze môžete dokázať pomocou roztoku amoniaku oxidu strieborného. Pridajte roztok glukózy do amoniakového roztoku oxidu strieborného a zmes zahrievajte vo vodnom kúpeli. Čoskoro sa na stenách banky začne usadzovať kovové striebro. Táto reakcia sa nazýva reakcia strieborného zrkadla. Používa sa ako kvalita na objavovanie aldehydov. Aldehydová skupina glukózy sa oxiduje na karboxylovú skupinu. Glukóza sa premieňa na kyselinu glukónovú.
CH 2 OH - (CHOH) 4 – SPÁNOK+Ag 2 O= CH 2 OH - (CHOH) 4 - COOH + 2Ag↓
Poradie práce.
Nalejte 2 ml do dvoch skúmaviek. amoniakový roztok oxidu strieborného. Do jedného z nich sa pridajú 2 ml. 1% roztok glukózy, v inom - fruktóza. Obe skúmavky vria.
Amoniakálny roztok hydroxidu strieborného sa získa reakciou dusičnanu strieborného s hydroxidom sodným a hydroxidom amónnym:
AgNO3+ NaOH → AgOH↓+ NaNO3,
AgOH + 2 NH4OH→[Ag(NH3)2]OH + H2O,
roztok amoniaku
OH + 3 H2 -> Ag20 + 4 NH4OH.
Princíp metódy. Na stenách skúmavky s glukózou sa v dôsledku uvoľnenia kovového striebra vytvorí zrkadlo.
Návrh práce: Záver, ako aj priebeh a rovnice reakcie zapíšte do zošita.
Skúsenosti 3. Kvalitatívna reakcia na fruktózu
Princíp metódy. Keď sa vzorka s fruktózou zahrieva v prítomnosti rezorcinol a kyseliny chlorovodíkovej do 80 °C sa po chvíli objaví v skúmavke s fruktózou jasne červená farba.
Keď sa vzorka s fruktózou zahrieva v prítomnosti rezorcinol a kyseliny chlorovodíkovej objaví sa čerešňovo červená farba. Test je použiteľný aj na detekciu iných ketóza. Aldózy za rovnakých podmienok interagujú pomalšie a dávajú svetloružovú farbu alebo neinteragujú vôbec. otvorené F. F. Selivanov v roku 1887. Používa sa pri analýze moču. Test je pozitívny na fruktozúriu metabolického alebo transportného pôvodu. V 13% prípadov je test pozitívny pri potravinovej náplni ovocia a medu. Chem. vzorec fruktóza - C6H12O6
Cyklický vzorec fruktózy
Acyklická forma 
fruktóza
Lakovaný spoj
R-zvyšok
hydroxymetylfurfural
Poradie práce.
2 ml sa nalejú do dvoch skúmaviek: v jednej - 1% roztoku glukózy, v druhej - 1% roztoku fruktózy. Obe skúmavky sa naplnia 2 ml Selivanovovho činidla: 0,05 g rezorcinolu sa rozpustí v 100 ml 20 % kyseliny chlorovodíkovej. Obe skúmavky sa mierne zahrejú na 80 °C (pred varom). Objaví sa červená farba.
Závery: výsledky experimentu a reakčná rovnica sa zapisujú do zošita.
Veľmi vizuálny je zážitok s krásnym efektom formovania na skle zrkadlového povlaku. Pre túto reakciu je potrebné zásobiť sa skúsenosťami a trpezlivosťou. V tomto článku sa dozviete o nevyhnutných a špecifických vlastnostiach prípravy zariadenia a tiež uvidíte, aké reakčné rovnice tento proces sleduje.
Podstatou reakcie strieborného zrkadla je vznik kovového striebra ako výsledok redoxnej reakcie pri interakcii amoniakového roztoku oxidu strieborného v prítomnosti aldehydov.
"Strieborné zrkadlo" (skúmavka vľavo)Na vytvorenie odolnej striebornej vrstvy budete potrebovať:
- sklenená banka s objemom do 100 ml;
- roztok amoniaku (2,5-4%);
- dusičnan strieborný (2%);
- vodný roztok formaldehydu (40 %).
Namiesto toho si môžete vziať hotové Tollensovo činidlo - roztok amoniaku oxidu strieborného. Na jeho vytvorenie je potrebné pridať 1 gram dusičnanu strieborného do 10 kvapiek vody (ak sa kvapalina bude skladovať dlhší čas, musíte ju umiestniť na tmavé miesto alebo do sklenenej nádoby s tmavými stenami). Bezprostredne pred experimentom je potrebné roztok (asi 3 ml) zmiešať v pomere 1:1 s 10% vodným roztokom hydroxidu sodného. Striebro sa môže vyzrážať, preto sa riedi pomalým pridávaním roztoku amoniaku. Odporúčame vám vykonať ďalší veľkolepý experiment s roztokom amoniaku a vytlačiť „chemickú fotografiu“.
Reakcia sa uskutočňuje pri teplote miestnosti. Predpokladom úspešného finále sú dokonale čisté a hladké steny sklenenej nádoby. Ak sú na stenách najmenšie častice znečistenia, sediment, ktorý je výsledkom experimentu, sa stane voľnou vrstvou čiernej alebo tmavošedej.
Na čistenie banky je potrebné použiť rôzne typy alkalických roztokov, takže na spracovanie môžete použiť roztok, ktorý je potrebné po vyčistení zmyť destilovanou vodou. Banku je potrebné mnohokrát opláchnuť od čistiaceho prostriedku.
Prečo je čistota taká dôležitá?
Faktom je, že častice koloidného striebra vytvorené na konci experimentu musia pevne priľnúť k povrchu skla. Na jeho povrchu by nemali byť žiadne tuky a mechanické častice. voda neobsahuje soli a je ideálna na dočistenie banky. Dá sa pripraviť doma, ale jednoduchšie je kúpiť hotovú tekutinu.
Rovnica reakcie strieborného zrkadla:
Ag₂O + 4 NH3 H2O ⇄ 2OH + 3H2O,
kde OH je diamínhydroxid strieborný, získaný rozpustením oxidu kovu vo vodnom roztoku amoniaku.
Komplexná molekula diaminstriebra
Dôležité! Reakcia funguje pri nízkych koncentráciách amoniaku - pozorne sledujte pomery!
Takto prebieha posledná fáza reakcie:
R (akýkoľvek aldehyd)-CH=O + 2OH → 2Ag (vyzrážaný koloid striebra) ↓ + R-COONH₄ + 3NH3 + H2O
Druhý krok reakcie je najlepšie vykonať opatrným zahriatím banky nad plameňom horáka – tým sa zvýši šanca, že experiment bude úspešný.
Čo môže ukázať reakcia strieborného zrkadla?
Táto zaujímavá chemická reakcia demonštruje nielen určité stavy hmoty, ale môže sa použiť aj na kvalitatívne stanovenie aldehydov. To znamená, že takáto reakcia vyrieši otázku: je v roztoku aldehydová skupina alebo nie.
Všeobecný štruktúrny vzorec aldehydov
Napríklad v podobnom procese môžete zistiť, čo je obsiahnuté v roztoku: glukóza alebo fruktóza. Glukóza poskytne pozitívny výsledok - získate „strieborné zrkadlo“ a fruktóza obsahuje ketónovú skupinu a nemôžete získať zrazeninu striebra. Na vykonanie analýzy je potrebné namiesto roztoku formaldehydu pridať 10 % roztok glukózy. Zvážte, prečo a ako sa rozpustené striebro mení na pevnú zrazeninu:
2OH + 3H2O + C₆H12O₆ (glukóza) = 2Ag↓+ 4NH3∙H2O + C₆H₁2O₇ (vzniká kyselina glukónová).
Ukončenie práce:
1 ml formalínu sa nalial do skúmavky a pridalo sa trochu roztoku amoniaku oxidu strieborného. Skúmavka sa zahrievala. Pozorujte ukladanie striebra na steny a dno skúmavky. Povrch skla sa stáva reflexným, pretože to je princíp výroby zrkadiel.
Skúsenosti 2. Oxidácia benzaldehydu vzdušným kyslíkom
Ukončenie práce:
Kvapka benzaldehydu sa umiestnila na sklíčko a nechala sa na vzduchu 30 minút. Pozorujeme tvorbu bielych kryštálov pozdĺž okrajov kvapky. Prebehla oxidačná reakcia, pri ktorej vznikla kyselina benzoová.
Skúsenosti 3. Získavanie acetónu z octanu sodného
Trochu prášku octanu sodného sa umiestnilo do skúmavky a uzavrelo sa korkom s trubicou na výstup plynu. Skúmavka bola upevnená na statíve. Koniec plynová trubica padol do skúmavky naplnenej vodou. Skúmavka s octanom sodným sa zahrievala. Pozorujeme uvoľňovanie plynových bublín v skúmavke s vodou a cítime špecifický zápach acetónu. Po zastavení reakcie pridajte jednu kvapku koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej do prvej skúmavky. Sledujte uvoľňovanie bublín oxidu uhličitého.
Po prvé, každá trieda organických látok má určitú reakciu, pomocou ktorej možno jej zástupcov odlíšiť od iných látok. Školský kurz chémie predpokladá štúdium všetkých kvalitatívnych činidiel pre hlavné triedy organických látok.
Aldehydy: štruktúrne vlastnosti
Predstaviteľmi tejto triedy sú deriváty nasýtených uhľovodíkov, v ktorých je zvyšok pripojený k aldehydovej skupine. Izoméry aldehydov sú ketóny. Ich podobnosť spočíva v tom, že patria do triedy karbonylových zlúčenín. Pri vykonávaní úlohy, ktorá zahŕňa izoláciu aldehydu v zmesi, bude potrebná reakcia „strieborného zrkadla“. Analyzujme vlastnosti tejto chemickej transformácie, ako aj podmienky jej realizácie. Reakcia strieborného zrkadla je proces redukcie z hydroxidu diamínu strieborného (1) na kovové striebro. V zjednodušenej forme môže byť táto komplexná zlúčenina napísaná v zjednodušenej forme oxidu strieborného (1).
Separácia karbonylových zlúčenín
Na vytvorenie komplexnej zlúčeniny sa oxid strieborný rozpustí v amoniaku. Vzhľadom na to, že proces je reverzibilná reakcia, reakcia strieborného zrkadla sa uskutočňuje s čerstvo pripraveným roztokom amoniaku oxidu strieborného (1). Keď sa komplexná zlúčenina argentum zmieša s aldehydom, dochádza k redoxnej reakcii. Ukončenie procesu je indikované vyzrážaním kovového striebra. Pri správnej implementácii interakcie etanálu a amoniakového roztoku oxidu strieborného sa na stenách skúmavky pozoruje tvorba strieborného povlaku. Práve vizuálny efekt dal tejto interakcii názov „strieborné zrkadlo“.
Definícia sacharidov
Reakcia strieborného zrkadla je kvalitatívna pre aldehydovú skupinu, a preto sa uvádza aj v kurzoch organickej chémie ako spôsob rozpoznania uhľohydrátov, ako je glukóza. Vzhľadom na špecifiká štruktúry tejto látky, ktorá má vlastnosti aldehydového alkoholu, je možné vďaka reakcii „strieborného zrkadla“ odlíšiť glukózu od fruktózy, teda nejde len o kvalitatívnu reakciu na aldehydy, ale aj o spôsob rozpoznania mnohých ďalších tried organických látok.
Praktická aplikácia "strieborného zrkadla"
Zdá sa, aké ťažkosti môžu nastať pri interakcii aldehydov a amoniakového roztoku oxidu strieborného? Stačí si kúpiť oxid strieborný, zásobiť sa amoniakom a nazbierať aldehyd - a môžete bezpečne pokračovať v experimente. Ale takýto primitívny prístup neprivedie výskumníka k požadovanému výsledku. Namiesto očakávaného zrkadlového povrchu na stenách skúmavky uvidíte (v najlepší prípad) tmavohnedá strieborná suspenzia.
Podstata interakcie
Kvalitatívna reakcia na striebro znamená súlad s určitým algoritmom akcií. Často, aj keď sa objavia známky zrkadlovej vrstvy, jej kvalita zjavne ponecháva veľa požiadaviek. Aké sú dôvody tohto zlyhania? Je možné sa im vyhnúť? Medzi mnohými problémami, ktoré môžu viesť k nežiaducemu výsledku, sú dva hlavné:
- porušenie podmienok na vykonávanie chemickej interakcie;
- nekvalitná príprava povrchu na postriebrenie.
Pri interakcii východiskových látok v roztoku vznikajú katióny striebra, ktoré sa spájajú s aldehydovou skupinou, čím vznikajú koloidné jemné častice striebra. Tieto zrná sú schopné priľnúť na sklo, ale môžu zostať v roztoku ako suspenzia striebra. Aby čiastočky drahého kovu na skle priľnuli, vytvorili jednotnú a odolnú vrstvu, je dôležité sklo vopred odmastiť. Len za prítomnosti ideálne čistého počiatočného povrchu skúmavky možno počítať s vytvorením rovnomernej vrstvy striebra.
Možné problémy
Hlavným znečisťovateľom skla je mastný povlak, ktorý je potrebné zlikvidovať. Alkalický roztok pomôže vyriešiť problém, rovnako ako horúca zmes chrómu. Potom sa skúmavka premyje destilovanou vodou. Pri absencii alkálií môžete použiť syntetický prostriedok na umývanie riadu. Po dokončení odmasťovania sa sklo premyje roztokom chloridu cínatého a opláchne vodou. Na prípravu roztokov sa používa destilovaná voda. V prípade jeho neprítomnosti môžete použiť dažďovú vodu. Glukóza a formaldehyd sa používajú ako redukčné činidlá, ktoré umožňujú vyzrážanie čistej látky z roztoku. Pri aldehyde je ťažké počítať so získaním kvalitného strieborného povlaku, ale monosacharid (glukóza) dáva na povrchu zrkadla rovnomernú a odolnú vrstvu striebra.
Záver
Na strieborné sklo je vhodné použiť dusičnan strieborný. K tomuto soľnému roztoku sa pridá zásada a roztok amoniaku. Podmienkou plnohodnotnej reakcie a usadzovania striebra na skle je vytvorenie alkalického prostredia. Ale s nadbytkom tohto činidla, vedľajšie účinky. V závislosti od zvoleného spôsobu vykonania experimentu sa zahrievaním získa kvalitatívna reakcia. Farbiaci roztok v Hnedá farba označuje tvorbu najmenších koloidných častíc striebra. Ďalej sa na povrchu skla objaví zrkadlový povlak. V prípade úspešného dokončenia procesu bude kovová vrstva rovnomerná a odolná.
